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Vorrichtung zum messen und Anzeigen der Änderungen von solchen physikalischen
Zuständen, die sich an einem Galvanometer feststellen lassen. Gegenstand der Erfindung
ist eine Vorrichtung zum Anzeigen, Messen und Aufzeichnen eines Zustandes oder der
Änderung eines solchen. Die Vorrichtung kann zum Messen chemischer, physikalischer,
elektrischer oder anderer Zustände dienen, insbesondere ist sie aber zum Messen
von Temperaturen und Temperaturänderungen bestimmt.
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Der Erfindungsgegenstand besteht in einem Schreibapparat oder einer
mit einer Schreibvorrichtung verbundenen Vorrichtung, die einen oder mehrere Stromkreise
regelt, durch die die Größe oder die Größenänderung des zu messenden Zustandes,
insbesondere einer Temperatur, angezeigt wird. Hiermit kann noch eine Signalvorrichtung,
die z. B. aus Glühlampen o. dgl. bestehen kann, verbunden sein, durch die allgemein
das augenblickliche Über- oder Unterschreiten eines bestimmten Normalzustandes bzw.
einer bestimmten Normaltemperatur angezeigt wird.
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In der dargestellten Ausführungsform wird die Meßvorrichtung von mehreren
Temperaturmessern, z. B. Thermoelementen, Widerstandsthermometern o. dgl., beeinflußt,
die ganz verschiedene Temperaturen haben und sich auch an ganz verschiedenen Orten,
z. B. in verschiedenen Ofen befinden können und die abwechselnd mit der Anzeigevorrichtung
in Verbindung gebracht werden. Die Meßvorrichtung hat den Vorzug, daß bei ihr zum
Anzeigen der Temperaturen wahlweise ein einzelnes Meßinstrument, z. B. ein d'Arsonval-Galvanometer,
für alle Thermometer gemeinsam oder für jedes Thermometer ein besonderes Anzeigeinstrument
verwendet werden kann.
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In der Zeichnung ist Abb. i eine schaubildliche Ansicht der gesamten
Vorrichtung, Abb. z eine Einzelheit, Abb. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Abb.2,
Abb. 4 ein Schaltungsschema zu Abb. i mit einem Anzeigeinstrument und einer Signalvorrichtung
für mehrere Thermometer, Abb. 5 ein entsprechendes Schaltungsschema mit gesonderten
Anzeigeinstrumenten und Signalvorrichtungen für jedes Thermometer, Abb. 6 ein Stück
des Schreibpapiers mit Aufzeichnungen der Schreibvorrichtung.
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Ein Teil der hier dargestellten Meßvorrichtung ist bereits, als Bestandteil
einer Regelungsvorrichtung bekannt, jedoch ist die Erfindung nicht auf die Verwendung
dieses Teils beschränkt.
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Ein Elektromotor M oder eine sonstige Antriebsvorrichtung dreht eine
Welle i mit möglichst konstanter Geschwindigkeit. Diese treibt mittels einer Schnecke
2 ein auf einer Welle 4 sitzendes Schneckenrad 3. Ein an seinem oberen Ende schwingbar
aufgehängter Hebel s trägt einen um eine wagerechte Achse schwingbaren Arm 6, dessen
beide Enden mit Platten 7 aus Kork oder einem sonstigen Stoff von großem Reibungskoeffizienten
belegt sind. Diese liegen gegen den Rand 8 einer auf einer Welle io festsitzenden,
drehbaxen Scheibe g. Auf der Welle 4 befindet sich ein Exzenter ix, das in bestimmten
Zeitabschnitten den Hebel s gegen den Druck einer nicht mit dargestellten Feder
vordruckt und dadurch die Platten 7 vom Rand 8 der Scheibe g abhebt. Bei der Weiterdrehung
des Exzenters ii drückt die Feder den Hebel 5 zurück und damit die Platten 7 wieder
an den Rand 8 an. Auf der Welle 4 befindet sich ein zweites Exzenter i2, das in
Tätigkeit tritt, nachdem das Exzenter ii die Platten 7 vom Rande 8 abgehoben hat
und das alsdann gegen ein Schleifstück i3 am unteren Ende eines Armes 14 wirkt,
der an einem um einen Zapfen 16 schwingbaren Bügel 15 sitzt. An dem Bügel r5 ist
ein aufrechtstehendes Blech 1.7 befestigt, dessen obere Kante 18 von der Mitte aus
nach beiden Seiten hin ansteigt. Über der Kante 18 spielt der Zeiger ig eines Meßinstruments,
z. B. eines Galvanometers mit beweglicher Spule 2o. An beiden Seiten hat das Blech
17 Anschläge 21, die den Ausschlag des Zeigers begrenzen. Unmittelbar über dem Zeiger
ig befinden sich die wagerechten Kanten 22 von Winkelhebeln 23, die um Zapfen 24
schwingbax sind und so gegeneinanderstehen, daß sie zwischen sich eine Lücke lassen,
in die der Zeiger ig in seiner Nullstellung eintreten kann. Für gewöhnlich schwingt
der Zeiger ig frei
zwischen der Kante 18 des Blechs 17 und den Unterkanten
der Winkelhebel 7,3. Die nach unten zeigenden Schenkel 25 der letzteren
werden durch eine Feder 26 gegeneinandergezogen und liegen an Stiften 28 auf einer
dreieckigen Platte 27 an, die am unteren Ende des Hebels 5 schwingbar gelagert und
mit dem Querarm 6 verbunden ist. Dieser trägt an beiden Enden Anschläge 29, gegen
die zwei auf der Welle 4 sitzende Exzenter 30 wirken, wobei sie ihn in seine
wagerechte Lage zurückbringen.
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Auf der Welle io befindet sich eine Scheibe 31 aus isolierendem Stoff,
um deren- Rand ein erforderlichenfalls schraubenförmig gewundener Widerstandsdraht
R gelegt ist. Auf ihm schleift ein fester Kontakt 32, von dem später noch die Rede
sein wird. Die Scheibe 31 kann mittels einer durch ihre Nabe 34 gehenden Klemmschraube
33 in der richtigen Winkelstellung zu anderen auf der Welle io sitzenden Scheiben
auf letzterer festgestellt werden.
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Auf der Welle io befindet sich weiterhin eine Scheibe 35, auf deren
Umfang Widerstände 36, 37, die einen Teil einer Wheatstoneschen Brückenschaltung
bilden, liegen. Zum Einstellen der Scheibe 35 in ihre Winkelstellung zu den übrigen
Scheiben auf der Welle io dient eine durch ihre Nabe 39 gehende Klemmschraube 38.
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Eine dritte, mit einer Klemmschraube 40 an ihrer Nabe 41 auf der Welle
io feststellbare Scheibe 42 trägt bogenförmige Kontaktstücke 43, 44 und 45, die
voneinander und von der übrigen Vorrichtung isoliert sind und zum Schalten der Signalvorrichtungen
dienen.
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Schließlich trägt die Welle io noch zwei einstellbare Scheiben 35a
und 42a, die Widerstände 36a und 37a entsprechend einer zweiten Wheatstoneschen
Brückenschaltung bzw. einen zweiten Satz von Kontakten 43a, 44.9 und 45" zum Einschalten
von Signalvorrichtungen tragen.
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Die fünf Scheiben können in der angegebenen Weise voneinander getrennt
angebracht sein, jedoch, können auch zwei oder mehrere von ihnen zu einer Einheit
vereinigt werden, auf der die verschiedenen Kontaktstücke und Widerstände in ihrer
bestimmten Winkelstellung angebracht sind. So können die beiden Scheiben 35 und
42, und anderseits die beiden Scheiben 35a und 42a, je zu einer Scheibe vereinigt
sein, wobei beide Scheiben gegeneinander bezüglich ihrer Winkelstellung verstellbar
sind; die Scheibe 31 ist jedoch für sich einstellbar.
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In Abb. 2. und 3 ist eine solche durch Vereinigung der Scheiben 35
und 42 entstehende Scheibe 356 beispielsweise dargestellt. Die Vereinigung der Scheiben
35a und 42a hat die gleiche Form. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 und 3
ist angenommen, daß die Scheibe 35 6 am Ende der Welle io sitzt, jedoch kann
sie auch statt dessen an jeder beliebigen anderen Stelle auf der Welle angebracht
sein. In der Darstellung des Ausführungsbeispiels wird die Winkelstellung dadurch
eingestellt, daß die Nabe 39a der Scheibe mittels einer Mutter 35` mit Reibung gegen
einen Bund 396 der Welle io gepreßt wird. Am Umfang der Scheibe ist der Widerstand
36, 37 zu sehen, der die Form eines auf einen Kern 35d gewundenen und von diesem
isolierten Drahtes haben kann. Der Draht endigt bei a und b (Abb.2),
während der Kern 35d länger und mittels eines Klemmstückes 35e und einer Schraube
Mf am Rande der Scheibe 35 festgeklemmt ist. Auf beiden Seiten der Scheibe 3511
sind nach der Außenseite hin vorspringende Platten 359 und 351e aus Isolierstoff
aufgeschraubt, die den Schleifkontakt 59 abheben, wenn die Scheibe aus der Stellung
nach Abb. 2 um 18o' gedreht wird. Auf der einen Stirnfläche der Scheibe 356 sind
die erwähnten Kontaktstücke 43, 44, 45 angebracht.
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Auf der Welle 1o sitzt ferner eine am Umfang mit einer Nut versehene
Scheibe von geeignetem Durchmesser, um die eine Schnur 47 gelegt ist. Diese führt
über Rollen 48 zu einem in wagerechter Richtung an einer nicht mit dargestellten
Führung laufenden Schreibstift 49.Unter diesem wickelt sich von einer Rolle
50 das Schreibpapier P ab, wobei es über eine Walze 52 geht, die am Rande
mit Zähnen in Lochreihen 51 des Papiers eingreift. Die Walze 52 sitzt auf einer
Welle 53, die von dem Motor M über eine Schnecke 54, ein Schneckenrad 55, eine Welle
56, eine Schnecke 57 und ein Schneckenrad 58 angetrieben wird.
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Der Widerstand R bildet, wie aus Abb. 4 ersichtlich, den Meßdraht
in einer Schaltung zum Vergleichen von Spannungen. Diese enthält mehrere Widerstände
in zwei Zweigen 6o und 61, die miteinander parallel und mit einer Batterie 62 und
einem Regelungswiderstand 63 hintereinandergeschaltet sind. In bekannter Weise dient
ein Normalelement S dazu, mit Hilfe des Rcgelungswiderstandes 63 in dem Zweig 6o
eine bestimmte Stromstärke herzustellen. Hierzu wird ein Kontakt 64 niedergedrückt
und damit das Normalelement S mit dem Galvanometer G hintereinander und beide zu
dem Widerstand 65 des Zweiges 6o parallel geschaltet. Der Zeiger dieses Galvanometers
ist der Zeiger i9 in Abb. i. .
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Im gewöhnlichen Arbeitsgang ist das Normalelement S ausgeschaltet
und ein Schalter 66 geschlossen, durch den eine Klemme des Galvanometers G mit einer
Leitung 67 verbunden wird. Diese endigt in zwei Kontaktfingern 68 und 68a, die auf
einer Schaltwalze C schleifen. Letztere sitzt auf der Welle. 56 und wird von ihr
in Umdrehung versetzt (Abb. i). In der Stellung nach Abb. 4 ist der Kontaktfinger
68
über cin Schleifstück der Schaltwalze mit einem Kontaktfinger
69 verbunden, von dem eine Leitung zu der einen Klemme eines Thermoelements T führt.
Die andere Klemme desselben ist über eine Leitung 7o mit dem auf dem Widerstand
R schleifenden Kontakt 32 verbunden.Die Klemman eines zweitenThermoelements T, sind
einerseits mit der Leitung 7o und anderseits mit einem auf der Schaltwalze C schleifenden
Kontaktfinger 71 verbunden. Bei weiterer Drehung der Schaltwalze verbindet eines
ihrer Schleifstücke die Kontaktfinger 71 und 68a miteinander. Die Anordnung der
Schaltwalze ist derartig, daß sie die Thermoelemente T und T1 abwechselnd an die
Leitungen 67 und 7o legt. Die bogenförmigen Schleifstücke der Schaltwalze, die den
verschiedenen Thermoelementen zugeordnet sind, haben verschiedene Länge, so daß
die Zeitabschnitte, während deren die Thermoelemente mit den Leitungen 67 und 71
in Verbindung stehen, für jedes der Elemente eine andere Dauer haben. Hierdurch
wird erreicht, daß der Schreibstift 49 (Abb. 6) für das eine Thermoelement längere
Striche, z. B. 49a, und für das andere kürzere Striche, 496 macht. Diese Striche
stehen in der Längsrichtung des Papiers P, das sich in der Pfeilrichtung fortbewegt.
Die Zugehörigkeit der aufgezeichneten Kurven zu dem einen oder anderen Thermoelement
ist aus der verschiedenen Länge der Striche, aus denen sie sich zusammensetzen,
erkenntlich.
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In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind nur zwei Thermoelemente
T und T, angegeben, jedoch ist deren Zahl hierauf nicht beschränkt. Es kann auch
eine größere Anzahl von Thermoelementen angebracht werden, wobei dann die Anzahl
der Wheatstoneschen Brücken, Anzeigevorrichtungen und Signallampen entsprechend
zu vermehren ist.
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In dem Schaltungsschema sind die Thermoelemente dicht aneinanderliegend
gezeichnet. In Wirklichkeit können sie aber in beliebiger Entfernung voneinander
untergebracht sein und weit auseinanderliegende Temperaturen haben, z. B. in ganz
verschiedenen Ofen liegen.
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Wenn das Thermcelement T bei der gezeichneten Stellung der Schaltwalze
C an den Leitungen. 67 und 7o liegt, stehen die Widerstände 36, 37 auf der Scheibe
35 und die mit ihnen verbundenen Widerstände 74, 75 mit dem Meßinstrument V in Verbindung.
Die Widerstände 36, 37 sind als ein und derselbe Widerstanddraht dargestellt, auf
dem ein Kontakt 59 schleift. Beim Drehen der Scheibe 35 in verschiedene Stellungen
ist stets das auf der rechten Seite des Schleifkontaktes 59 liegende Stück des Widerstandsdrahtes
der Widerstand 37 und der übrige, auf der linken Seite liegende Teil, der Widerstand
36. Die beiden Widerstände 36,.37 bilden zusammen mit den beiden festen Widerständen
74, 75 die vier Seiten einer Wheatstoneschen Brückenschaltung, in der die beiden
Seiten 36, 37 durch Drehung der Welle io verändert werden. Am Vereinigungspunkt
der Widerstände 74, 75 ist eine Leitung 76 und an den Schleifkontakt 59 eine Leitung
77 angeschlossen, die zu einer geeig=neten Stromquelle, z. B. zu einer elektrischen
Lichtleitung von konstanter Spannung, führen. Zwischen den Widerständen 36 und 74
ist eine Leitung 72 abgezweigt, die zu der einen Klemme eines entsprechend eingeteilten
Meßinstruments V, z. B. eines d'Arsonval-Galvanometers, geht. Von diesem ist nur
die drehbare Spule gezeichnet, die permanenten Magnete sind in der Zeichnung fortgelassen.
An der drehbaren Spule sitzt der Zeiger 83, der über zwei Skalen s 'und si spielt.
Es genügt aber, wenn nur eine von diesen vorhanden ist. Die Skala s ist mit einer
entsprechendenEinteilung versehen, z. B. in Spannungs-, Strom- oder Temperatureinheiten
geteilt. In dem Ausführungsbeispiel ist sie in Temperaturgrade eingeteilt, da sie
die Temperatur der Thermoelemente anzeigen soll. Die Skala s kann um die Welle der
Spule 82 drehbar angeordnet werden Die Skala s, kann man als Abweichungsskala bezeichnen,
da sie angeben soll, um wieviel die augenblickliche Temperatur von einer bestimmten
Normaltemperatur, der ihr Nullpunkt entspricht, abweicht. Die seitlichen Ausschläge
geben auf ihr, beispielsweise in Temperatureinheiten, die Abweichung an, ohne die
Höhe der Temperatur selbst anzuzeigen. Ein mit dem Meßinstrument V hintereinandergeschalteter
Widerstand 78 dient zum Ausgleich des Widerstandes der Leitungen 72, 79 und 82 oder
sonstiger in Betracht kommender Veränderlichen. Von dem Widerstand 78 führt eine
Leitung 79 zu Kontaktfingern 8o und Boa, die mit Kontaktfingern 81 und 8112 zusammenarbeiten.
Von dem Kontaktfinger 81 führt eine Leitung 82 zu der Verbindungsstelle der Widerstände
37 und 75 der Wheatstoneschen Brücke. Die Kontaktfinger 8o und 8i werden durch ein
Kontaktstück der Schaltwalze miteinander verbunden, solange das Thermoelement T
eingeschaltet ist, und verbinden das Meßinstrument V auf diese Weise mit der vorerwähnten
Wheatstoneschen Brücke.
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In gleicher Weise verbinden Kontaktfinger 8o11 und 8i12, während das
Thermoelement T1 an die Leitungen 67 und 7o geschaltet ist, das Meßinstrument V
mit den entsprechenden Punkten einer zweiten Wheatstoneschen Brücke, die von den
Widerständen 36a, 37a, 74a und 75a gebildet wird. Die Widerstände 36a und
37a
sind mit der Scheibe 35 drehbar; auf ihnen schleift ein Kontakt 5g12,
der mit der Leitung 77 verbunden ist. Zwischen den Widerständen 7421 und 7511 zweigt
eine Verbindung zur Leitung 76 ab. Die Verbindungsstelle der Widerstände
37"
und 75a hängt durch eine Leitung 82a mit dem Kontaktfinger 81a zusammen, durch den
das Meßinstrument V in diesen Stromkreis eingeschaltet wird.
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Vier elektrische Signallampen g, b, w und y, die entsprechend
grün, blau, weiß und rot gefärbt sein können, sind mit einem Pol an den einen Leiter
83 einer Gleichstromleitung geschalt,t. Es kann dies die gleiche Leitung sein, aus
der die Leiter 76, 77 gespeist werden. Der zugehörige andere Leiter 84 steht mit
zwei Kontaktfingern 85 und 85a in Verbindung, mit denen Kontaktfinger 86 und 86a
zusammenarbeiten. Bei der Stellung der Schaltwalze C nach Abb 4, beei der das Thermoelement
T eingeschaltet ist, sind die bei.den Kontaktfinger 8511 und 86a durch ein Schleifstück
miteinander verbunden, wodurch eine Leitung 87 an den Stromleiter 84 gelegt ist,
die zu zwei Schleifkontakten 89 und go führt. Diese schleifen auf den Kontaktstücken
43, 44, 45, die sich mit den Widerständen 36, 37 der Wheatstoneschen Brücke zusammen
drehen. Bei anderer Stellung der Schaltwalze, bei der das Thermoelement T1 eingeschaltet
ist, sind die Kontaktfinger 85, 86 miteinander verbunden, wodurch eine Leitung 88
an den Leiter 84 geschaltet ist. Diese führt einerseits zur Lampe g, anderseits
zu zwei Schleifkontakten 8g11 und goa, die auf den Kontaktstücken 43a, 44,a 45a
schleifen. Letztere liegen auf der Scheibe, auf der die veränderlichen. Widerstände
36a und 3711 der zweiten Wheatstoneschen Brücke angebracht sind und die sich ebenfalls
mit der Welle io dreht. Bei der Stellung der Teile nach Abb. 4 ist der Stromkreis
der Lampe g geöffnet. Beim Vorhandensein von zwei Thermoelementen zeigt die Lampe
g dadurch, daß sie nicht brennt, an, daß ein bestimmtes Thermoelement, im vorliegenden
Falle das Element T1, ausgeschaltet, folglich das Thermoelement T eingeschaltet
ist. Wenn später das Thermoelement T, eingeschaltet ist, sind die Kontaktfinger
85 und 86 miteinander verbunden, wodurch die Lampe g aufleuchtet und die Einschaltung
dieses Elements' anzeigt.
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Die Kontaktstücke 43, 44, 45 sind entsprechend mit den Kontaktstücken
43a, 44a, 45a verbunden und außerdem mit den freien Polen der Lampen y,
w und b.
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In Abb. 5 ist die Anordnung im wesentlichen die gleiche wie in Abb.
4, jedoch gehört hier zu jedem Thermoelement ein besonderes Anzeigeinstrument und
eine besondere Signalvorrichtung. Die Bezugszeichen sind bei den entsprechenden
Teilen die gleichen wie in Abb.4.
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Auch hier werden die Thermoelemente T, T1 oder die ihnen entsprechende
Vorrichtung durch eine von der Welle 56 getriebene Schaltwalze C abwechselnd auf
die Leitungen 67, 70 geschaltet. Ist bei der gezeichneten Stellung der Schaltwalze
C das Thermoelement T eingeschaltet, so ist gleichzeitig über die Kontaktfinger
8o, 81 und die Leitungen 79, 72 und 82 ein Stromkreis geschlossen, der von.
der oberen Wheatstoneschen Brücke mit den veränderlichen Widerständen
36,37 und den festen Widerständen 74, 75 ausgehend zum Meßinstrument V führt.
Weiterhin befindet sich bei dieser Stellung der Schaltwalze, bei der das Thermoelement
T eingeschaltet ist, die Gruppe y, w, b
der Signallampen in Arbeitsstellung,
und zwar dadurch, daß die Kontaktfinger 85a und 86a miteinander verbunden sind,
von denen dann, wie bei Abb. 4 beschrieben, die Leitung 87 zu den Schleifkontakten
89, go führt, die auf den mit den Widerständen 36,37 der Wheatstoneschen
Brücke zusammen drehbaren Kontaktstücken 43, 44, 45 schleifen. Zu einer späteren
Zeit, wenn das Thermoelement T, eingeschaltet ist, kommt eine zweite Gruppe von
Signallampen y1, wi, b1 in Arbeitsstellung, da alsdann die Kontaktfinger 85, 86
miteinander verbunden sind. Von letzteren führt eine Leitung 88 zu Schleifkontakten
8g11, goa, die auf Kontaktstücken 4311, 44a, 45a schleifen. Diese drehen sich zusammen
mit den veränderlichen Widerständen 3611, 37a einer zweiten Wheatstoneschen Brückenschaltung,
zu der feste Widerstände 74a und 75a gehören. Ist das Thermoelement TI eingeschaltet,
so sind gleichzeitig die Stellen, an denen die Widerstände 36a und 74a bzw. 37a
und 75a zusammenhängen, durch Leitungen 7211 und 8211 über die Kontaktfinger 8o11
und 8z11 und einen Regelungswiderstand 78a mit dem zweiten Meßinstrument V1 verbunden.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende Ist das Thermoelement
T eingeschaltet, so wirkt seine elektromotorische Kraft in Gegenschaltung zur Spannung
der Batterie 62 auf das Galvanometer G. Heben sich beide Spannungen gerade auf,
so bleibt das Galvanometer in Ruhe und sein Zeiger in der in Abb. i gezeichneten
Mittelstellung. Steigt nun. die Temperatur des Thermoelements T, so wächst seine
elektromotorische Kraft und verursacht einen Ausschlag des Zeigers ig, beispielsweise
nach rechts, wodurch dieser infolge des perödischen Anhebens des Bügels 15 durch
das Exzenter iz zwischen die schräge Kante 18 und die Unterkante 22 des rechtsseitigen
Winkelhebels 23 geklemmt wird und ein Schwingen des Armes 25 in der Uhrzeigerrichtung
um seinen Drehpunkt 24 verursacht. Hierbei schiebt der Arm den rechtsseitigen Stift
28 der Platte 27 vor sich her und schwenkt dadurch den Querarm 6 im Sinne des Uhrzeigers.
Dies geschieht, während die Platten 7 durch das Exzenter ii vom Rande 8 der Scheibe
g abgehoben sind. Der Winkel, um den der Arm 6 ausschlägt, ist abhängig von dem
Winkel, um den der Zeiger ig ausschlägt, Gibt darauf das Exzenter ii den
Hebel
5 frei, so legen sich die Platten 7 wieder gegen den Rand 8 der Scheibe g. Hierauf
stößt das linksseitige Exzenter 30 gegen den linken Anschlag 29 und dreht
den Querarm 6 und mit ihm. die Scheibe g dem Uhrzeiger entgegen um den gleichen
Winkel zurück. Hierdurch wird der Widerstand R gegen den Schleifkontakt 32 in dem
Sinne verschoben, daß er ein Gleichgewicht der elektromotorischen Kräfte herzustellen
sucht. Infolgedessen nimmt der Ausschlag des Zeigers ig ab und dieser kehrt, wenn
das Gleichgewicht, evtl. nach Wiederholung des Vorgangs, hergestellt ist, in seine
in Abb. i gezeichnete Ruhestellung zurück, worauf keine weitere Beeinflussung der
Welle io mehr stattfindet. Das System befindet sich alsdann für die augenblickliche
Temperatur des Thermoelements T im Gleichgewicht. Während dieser Zustand erreicht
wird, verschiebt sich der Schreibstift 49 auf dem Papier in seitlicher Richtung
und machtnuneinen langen Strich 4g11.
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Liegt beim Erreichen dieses Gleichgewichtszustandes die Temperatur
des ThermoelementsT oberhalb der normalen, so ist nunmehr das Kontaktstück 43 unter
den Schleifkontakt 89
gelangt und hat den Stromkreis der roten Lampe r geschlossen.
Diese zeigt also an, daß die Temperatur zu hoch ist. Liegt diese Temperatur in der
Nähe der Normaltemperatur, so liegt das Kontaktstück 43 unter dem Schleifkontakt
89, während sich das Kontaktstück 44 noch unter dem Schleifkontakt go befindet.
In diesem Falle leuchten beide Lampen r und w
auf und zeigen dadurch
an, daß die Temperatur zwar zu hoch ist, aber nur um einen geringen Betrag. In ähnlicher
Weise kommt, wenn die Temperatur des Thermoelements T, bei der der Zeiger ig in
die Ruhestellung gelangt, zu niedrig ist, das Kontaktstück 45 in Berührung mit dem
Schleifkontakt go und verursacht ein Aufleuchten der blauen Lampe b. Diese zeigt
also das Vorhandensein einer zu tiefen Temperatur an. Ist die Temperatur nur wenig
zu niedrig, so berühren die Kontaktstücke 45 und 44 gleichzeitig die Schleifkontakte
go und 89, so daß die Lampen w und b gleichzeitig leuchten.
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Während in der vorstehend angenommenen Weise das Thermoelement T für
die Dauer einer Teildrehung der Schaltwalze C eingeschaltet ist und während die
Vorrichtung sich selbst wieder ins Gleichgewicht bringt oder sich in einer Richtung
bewegt, in der sie den Gleichgewichtszustand wiederherstellt, werden die Widerstände
36,37 der Wheatstoneschen Brücke um den gleichen Winkel und in der gleichen
Richtung verdreht wie der Widerstand R. Ist beispielsweise die Temperatur des Thermoelements
T höher als die normale, so werden die Widerstände 36, 37 aus der in Abb. 4 gezeirImeten
Stellung in der dem Uhrzeiger entgegengesetzten Richtung verdreht und der Widerstandsdraht
36 wird kürzer als der Widerstandsdraht 37. Die Wheatstonesche Brückenschaltung
kommt dadurch aus dem Gleichgewicht, und auf die Leiter 72, 82 wirkt nun eine entsprechende
Potentialdifferenz in bestimmter Richtung. Hierdurch wird das nach Temperaturgraden
eingeteilte Meßinstrument V abgelenkt, beispielsweise nach rechts. Sein Zeiger 83
zeigt alsdann auf der Skala s1 in Temperaturgraden den Betrag an, um den die Temperatur
des Thermoelements T von der Normaltemperatur abweicht. Letzterer entspricht auf
der Skala s1 der Nullpunkt.
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Angenommen, die Normaltemperatur für das Thermoelement T betrüge i2oo
°, so wird die Skala s so gedreht, daß bei Stromlosigkeit der Galvanometerspule
82 der Zeiger 83 auf izoo ° weist (Abb.4). Der Teilstrich i2oo der Skala s fällt
also mit dem Nullstrich der Skala s1 zusammen. Schlägt, wie angenommen, der Zeiger
83 nach rechts aus, so zeigt er zu gleicher Zeit auf der Skala s die wirkliche Temperatur
des Thermoelements T und auf der Skala s1 die Abweichung von der Normaltemperatur
an. In manchen Fällen wird es nicht erforderlich sein, beide Skalen anzubringen;
nach der Erfindung kann eine Skala vorhanden sein oder beide.
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Fällt die Temperatur des Thermoelements T unter die Normaltemperatur,
sc schlägt der Zeiger 83 nach links aus, da sich die Polarität an den Verbindungsstellen
der Widerstände74,75 mit den Leitungen 72, 8z umkehrt.
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Was hier bezüglich des Thermoelements T gesagt wurde, trifft auch
auf das Thermoelement T1 zu. Beide Elemente werden durch die Schaltwalze C, die
sich mit angemessener Geschwindigkeit dreht, abwechselnd an die den Widerstand R
und das Galvanometer G enthaltende Schaltung zum Vergleichen der Spannungen gelegt.
In dem Augenblick, in dem das Thermoelement T1 eingeschaltet wird, wird die Leitung
84 von der Leitung 87 getrennt und mit der Leitung 88 verbunden, wodurch die Schleifkontakte
8911, goa eingeschaltet sind, die auf sich mit den Brückenwiderständen 36a, 37a
drehenden Schleifstücken 43a, 44a, 45a schleifen, so daß die Lampen r, w,
b (Abb. 4) nunmehr über diese in Arbeitsstellung kommen. Die Wirkungsweise der Signallampen
ist die gleiche wie die bei Thermoelement T beschriebene. Ferner wird beim Einschalten
des Thermoelements T1 die Verbindung zwischen dem Meßinstrument V und der ersten
Wheatstoneschen Brücke 36, 37, 74 75 unterbrochen und über die Leitung 8211 eine
Verbindung mit der zweiten Wheatstoneschen Brücke hergestellt. Das Meßinstrument
V zeigt alsdann, ebenso wie vorher, auf der Skala s die augenblickliche Temperatur
des Thermoelements T1 und auf
der Skala s1 die Abweichung von der
Normaltemperatur an.
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Die Einschaltung des Thermoelements T1 wird durch das Brennen der
grünen Signallampeg angezeigt, die Einschaltung des Thermoelements ments T ist dagegen
daran zu erkennen, daß die grüne Lampe nicht brennt.
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Bei der Schaltung nach Abb. 5 ist die Wirkungsweise die gleiche wie
bei der Schaltung nach Abb. 4 mit folgenden Ausnahmen Hier ist für jede der Wheatstoneschen
Brücken ein besonderes Meßinstrument V bzw. V1 vorhanden, die durch die Schaltwalze
C abwechselnd, entsprechend der Einschaltung der Thermoelemente T und Tl, eingeschaltet
werden und die beide sowohl die wirkliche Temperatur- wie auch die Abweichung von
der Normaltemperatur anzeigen.
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Ferner sind zwei Gruppen von roten, weißen und blauen Signallampen
vorhanden, von denen jede dauernd mit einer der Wheatstoneschen Brücken verbunden
ist und die abwechselnd, je nachdem das Thermoelement T oder TI eingeschaltet ist,
in Arbeitsstellung. kommen. Ebenso wie im Falle der Abb. 4 zeigt das Aufleuchten
der weißen Lampe an, daß die Temperatur normal, das Aufleuchten der roten Lampe,
daß sie zu hoch und das Aufleuchten der blauen Lampe, daß sie zu niedrig ist. Auch
zeigt das gleichzeitige Brennen der weißen Lampe mit der roten oder blauen zusammen
an, daß die Temperatur nur wenig zu hoch oder zu niedrig ist.
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Die Unterbrechung der Stromkreise der Meßinstrumente V und V, durch
die Schaltwalze C kann fortfallen und diese können dauernd mit ihren Wheatstoneschen
Brücken verbunden bleiben. Allerdings zeigt in diesem Falle, wenn z. B. das Thermoelement
TI ausgeschaltet ist, das 1vIeßinstrument V1 eine Temperatur an, da seine Wheatstonesche
Brücke durch den Ausschlag, den der Zeiger i9 unter dem Einfluß des Thermoelements
T macht, von der Vorrichtung nach Abb. i ebenfalls aus ihrer Nullstellung herausgedFeht
wird. Diese Anzeige wird aber so lange unbeachtet gelassen, als keine der Signallampen
rl, w1 oder b1 leuchtet und dadurch die Ausschaltung des Thermoelements Tl erkennbar
-ist. PATENTANSPRÜCHE: